python人工智能 scikit-learn聚类: 用 scikit-learn 实现一个 聚类 任务,代码方案分享
背景与用途:
聚类是机器学习中一种无监督学习任务,旨在将相似的数据样本归类到同一群组中。它在许多领域中被广泛应用,例如市场细分、社交网络分析、图像分析等。在这个任务中,我将使用scikit-learn库来实现一个聚类算法,将数据样本分成不同的聚类簇。
代码结构:
- 数据准备:导入所需的库和数据集,对数据进行预处理(如标准化、特征选择等)。
- 模型构建:选择并实例化一个聚类算法模型。
- 模型训练:使用训练数据对模型进行训练。
- 预测与评估:使用训练好的模型对新数据进行预测,并对聚类结果进行评估。
代码解释:
下面是一个使用scikit-learn库实现K-means聚类算法的示例代码。
# 1. 数据准备
import numpy as np
from sklearn.cluster import KMeans
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.datasets import load_iris
# 加载数据集
iris = load_iris()
X = iris.data
# 特征标准化
scaler = StandardScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X)
# 2. 模型构建
k = 3 # 聚类簇的数量
kmeans = KMeans(n_clusters=k)
# 3. 模型训练
kmeans.fit(X_scaled)
# 4. 预测与评估
# 预测新数据点的所属聚类簇
new_data = np.array([[5.1, 3.5, 1.4, 0.2], [6.2, 2.9, 4.3, 1.3]])
new_data_scaled = scaler.transform(new_data)
predicted_clusters = kmeans.predict(new_data_scaled)
print("预测结果:", predicted_clusters)
# 聚类簇的中心
cluster_centers = kmeans.cluster_centers_
print("聚类簇的中心:")
for center in cluster_centers:
print(center)
解释:
- 首先导入必要的库,包括
numpy
、sklearn.cluster.KMeans
、sklearn.preprocessing.StandardScaler
和sklearn.datasets.load_iris
。 - 加载用于演示的数据集,这里使用了经典的鸢尾花数据集(iris)。
- 使用
StandardScaler
对数据进行预处理,将特征进行标准化处理,使其具有零均值和单位方差。 - 实例化一个
KMeans
对象,并设置聚类簇的数量为3。 - 使用
fit
方法对模型进行训练,将预处理后的数据X_scaled
传入进行训练。 - 使用训练好的模型对新数据点
new_data_scaled
进行预测,得到其所属的聚类簇。 - 打印预测结果和聚类簇的中心。
这是一个简单的示例,通过使用scikit-learn的K-means算法,我们可以对数据进行聚类并获取聚类簇的中心。你可以根据具体的任务和数据集进行参数调整和算法选择,以实现更复杂的聚类任务。
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